66875

Устройство оптоэлектроники

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Изобразить структуру фотоприемника. Изобразить ВАХ фотоприемника. Дать определение основным параметрам. Пояснить принцип работы фотоприемника. Фототиристор Фотоприемный прибор, имеющий три и более р-п перехода, в ВАХ которого имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления, называются фототиристорами.

Русский

2014-08-29

702.06 KB

53 чел.

Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

ГОУ ВПО «СибГУТИ»

Контрольная работа

по предмету:

Устройство оптоэлектроники

                                                                             Выполнил: Тарасов А.А.

                                                                             № студенческого билета:

                                                      ЗТ-091048

                                                                           Группа: ЗТ-91  (ускор.)

                                                                             Проверил: Игнатов А.Н.

Новосибирск 2011

Задача № 1

Изобразить структуру фотоприемника. Изобразить ВАХ фотоприемника. Дать определение основным параметрам. Пояснить принцип работы фотоприемника.

Фототиристор

Фотоприемный прибор, имеющий три и более р-п перехода, в ВАХ которого имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления, называются фототиристорами.

На рисунки 1 изображена структура фототиристора с тремя  р-n переходами. Крайние области такой структуры р и п называются эмиттерами, а примыкающие к ним переходы – эмиттерными, центральны переход называется коллекторным. Между переходами находятся базовые области (р и n) . Электрод, обеспечивающий контакт с n-эмитерром, называет  катодом, а с р-эмиттером  - анодом.

Рис.1. Структура фототиристора

Рассмотрим работу фототиристора , когда к структуре  приложено прямое напряжения  рис.1. В статическом режиме по законному непрерывности тока можно записать для тока через коллекторный переход n2:

In2 = ( Iко  + Iф1 ) + ( I + Iф2 ) α1  +   ( I + Iф3 ) α2            

Из этого выражения получим :

I ( 1 α1 α2 ) = Iко  + Iф1 α1 + Iф2 + Iф3 α2            

Где   Iф1 , Iф2 , Iф3   - фототоки, возникающие вследствие разделении соответствующим р-n  переходом генерированных излучением носителей;

α1 и α2 - коэффициенты передачи по току транзисторных структур  р1 n1 р2   и  n2 р2 n1 .                                                       

При отсутствии освещения, т.е. при   Iф1 = Iф2  = Iф3   = 0       

получим выражением для ВАХ  тиристора в случае двухэлектродного (динисторного)   включения, которое определяет темную характеристику фототиристора. При освещении ток  I , протекающий через структуру , определяется совместным действием фототоков Iф через переход и собственным током коллекторного перехода Iк .  Можно утверждать, что величина Iф1α1 + Iф2 + Iф3α2 , которая изменяется с изменением уровня освещенности играет роль тока управления в обычном тиристоре, т.е. при воздействии потока излучения изменяется напряжения включения фототиристора.

         На рисунке 2 приведено семейство ВАХ фототиристора, освещаемого монохроматическим светом с различной мощностью излучения.

Рис.2. Семейство ВАХ фототиристора

        Фототиристоры являются перспективными приборами для переключения больших мощностей.

Задача № 2

Определить длинноволновую границу фотоэффекта гр и фоточувствительность приемника. Изобразить вид спектральной характеристики фотоприемника и указать на ней  гр.

Исходные данные:

Тип ПП материала – InAs

Квантовая эффективность  = 0,3

Ширина запрещенной зоны: W = 0,39 эВ

         Решение

           гр=1,24/ΔW=1,24/0,39=3,18 мкм

гр  – длина волны, выше которой излучение перестает существовать;

W – ширина запрещенной зоны.

        Определим фоточувствительность Sф : 

          

Рис.3. Спектральная характеристика фотоприемника

Задача №3

Изобразить принципиальную схему включения семисегментного полупроводникового индикатора. Описать принцип действия индикатора. Указать какой цифровой код и состояния выходов дешифратора соответствуют индикации цифры, соответствующей последней цифре Вашего студенческого билета. Результаты оформить в виде таблицы истинности.

Рис.4. Принципиальная схема включения семисегментного полупроводникового индикатора

Все знаковые индикаторы подключаются к цифровым устройствам через дешифраторы, при увеличении числа светящихся точек быстро возрастает разрядность дешифратора, поэтому индикаторные элементы матричных панелей подключаются к дешифраторам через адресные шины. При отображении буквенно — цифровой информации используется дешифратор и блок ПЗУ. Дешифратор преобразует код цифры или буквы в двумерный код описывающий графическое изображение знака. ПЗУ хранит информацию о конфигурации всех отображаемых знаков в виде двумерных кодов.

Управляются матричные панели 2 способами:

1. Статическим

2. Динамическим.

При статическом способе управляющее устройство находит адреса светящихся точек и подключает соответствующие провода к источнику питания, выбранные элементы излучают свет до смены изображения, такой способ удобен для индикации результатов измерений (данных графика и т. д.).

При динамическом способе отображается подвижные изображения. Отдельные ячейки панели возбуждаются импульсным источником и излучают свет в течение короткого интервала времени. Все изображение получается путем многократного возбуждения.

Входной двоичный код и состояния выходов дешифратора.

Номер варианта

Входной код

Состояние выходов дешифратора

23

22

21

20

А

В

С

D

Е

F

G

8

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

Задача № 4

Изобразить схему включения светодиода, с указанием полярности  включения источника питания Uпит и номинала ограничительного сопротивления Rогр . Рассчитать какую силу света обеспечивает светодиод, при заданных Uпит и Rогр. Определить длину волны соответствующую максимуму  спектрального распределения.

Исходные данные:

Тип светодиода – АЛ316Б

Напряжение питания Uпит = 8 В

Номинал ограничительного сопротивления 820 Ом

Решение:

Рис.5. Схема включения светодиода

Для того чтобы определить какую силу света обеспечивает светодиод, при  заданных  Uпит  и  Rогр , необходимо найти Iпр сид . Для этого построим линию нагрузки : при  Iпр сид = 0 , U пр сид = Uпит = 8 В,  

                              при U пр сид = 0 Iпр сид = Uпит/Rогр= 8/820 = 9,7 мА

Найдем  Iпр сид при  заданных  Uпит  и  Rогр :

Iпр сид  = (Uпит U пр сид )/Rогр= (8 – 1,7 )/820 = 7,7 мА

По зависимости силы света I0 = F( Iпр сид ) определим какую силу света обеспечивает светодиод

Рис.6. Типовая зависимость силы света от прямого тока

Сила света  I0 = 0,4мкд.

Рис. 7. Спектры излучения светодиодов

Длина волны соответствующая максимуму  спектрального распределения  λ=0,67 мкм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41978. Исследование объемов передаваемой информации в каналах волоконно-оптических систем связи 15.28 KB
  Целью работы является исследование энергетического потенциала и пропускной способности волоконнооптического канала системы с технологией DWDM. Для предложенной технологии задан набор исходных параметров который включает в себя частотные пространственноэнергетические и технологические параметры системы обозначены зеленым цветом. Задание к лабораторной работе Для предложенной технологии волоконнооптической системы согласно номеру рабочего места исследовать характеристики системы по всем этапам расчета при заданном наборе исходных...
41982. Носоглотка, особенности строения, связь с евстахиевой трубой 15.17 KB
  Засасываемый носом воздух поднимается в носоглотку. Ее купол расположен между висками примерно на уровне корня носа. Стенка носоглотки состоит из расходящихся во все стороны мелких пучков мышечных волокон.
41986. ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМ ГЕНЕРАТОРІВ ЕЛЕКТРИЧНИХ СИГНАЛІВ (ПРЯМОКУТНИХ ІМПУЛЬСІВ) 215 KB
  Мультивібратор автоколивальний генератор прямокутних імпульсів. Тривалість імпульсів Порядок проведения экспериментов Результаты всех измерений и осциллограммы занести в соответствующий раздел Результаты экспериментов. б Вимірити амплітуду длительность і період следования імпульсів.